福建平潭青峰老红砂中季风组分以及形成期研究

先前研究认为老红砂是末次冰期沿海风沙沉积,近期发现老红砂形成于末次间冰期。在福建平潭青峰典型老红砂分布区采集114个老红砂样品,130冬季风沙样品,60个夏季风沙样品做粒度测量和光释光测年。粒度测量显示冬季风沙粒度频率峰值出现在400μm、夏季风沙280μm,老红砂粒度频率峰值出现在300μm与冬季风沙不同。夏季风沙和冬季风沙以7∶3混合可拟合老红砂粒度分布,表明青峰老红砂沉积期夏季风历时或强度远大于冬季风,对应于气候暖期,而不是末次冰期。老红砂剖面4个自然层光释光测年自下而上为122.5±6.7 ka B.P.、97.7±6.1 ka B.P.、83.1±4.2 ka B.P.、61.9±3.4 ka B.P.,对应末次间冰期,青峰老红砂是暖期气候的风沙响应。     

近40年中国海岸风沙地貌研究回顾

基于20世纪80年代后中国海岸风沙地貌研究的主要发展,总结了包括海岸风沙地貌类型、发育模式、风沙运动、沉积特征、发育演变及海岸风沙防治等中国海岸风沙地貌研究的主要进展,并针对当前研究存在问题提出了包括海岸风蚀地貌调查、风沙地貌形态动力学机制、波浪-海滩-沙丘相互作用、风沙地貌发育演化与全球变化以及海岸风沙资源利用与防治...     

华南老红砂沉积年代学及其环境意义：以福建青峰老红砂为例

对福建海坛岛青峰老红砂进行了系统的光释光测年研究,结合已发表的相关测年数据,在统一的时间标尺上探讨了老红砂发育过程及其与海平面变化和东亚季风变化之间的关系。结果表明：① QFS剖面沉积年龄为110~33 ka,起始发育年龄延伸到了末次间冰期。主要涵盖了MIS5c~MIS3阶段,其中存在4个快速堆积期。结合已发表的年代学数据进行综合分析,认为前人得出的老红砂发育在末次冰期以来的结论需要得到修正。② 华南老红砂发育过程与区域海平面变化密切相关。在末次间冰期和末次冰期均有发育,高海面（>-50 m）或较高海面（-50~-70 m）时期是老红砂普遍发育期。区域地壳运动叠加海平面变化造成闽南和闽东北老红砂的沉积差异：海退过程中的较高海面时期北部先发生快速堆积;海侵过程中的较高海面时期南部先发生快速堆积。LGM（海平面<-70 m）期,老红砂不发育。③ 老红砂在冰期-间冰期尺度上的沉积速率体现了源区气候和海平面变化对老红砂物源输送的双重制约。     

晚更新世以来闽东南老红砂沉积粒度特征与古气候变化

对闽东南深沪湾老红砂风沙沉积进行粒度测试,提取对环境变化敏感的粒级组分,结合年代学数据,初步划分了研究区晚更新世中晚期以来的气候变化阶段和气候驱动因素。研究发现,研究区经历了较冷干-暖湿-冷干-暖湿4个气候变化过程。气候变化主要受控于太阳辐射,表现出明显的23 ka长岁差周期、14.2 ka、11.8 ka半岁差周期,叠加约0.25 ka的双世纪周期,陆地-海洋-大气系统的内部因素对表现出来的百年周期可能产生放大或缩小影响。70.8—46.4 ka BP和21.3—11.6 ka BP两个阶段老红砂沉积速率较大,是老红砂风沙堆积的两个主要时期,两个阶段沉积速率分别达到30 mm/(100 a)、650 mm/(100 a)。     

基于释光测年的福建晋江海岸沙丘粒度记录的风沙活动

采用OSL测年技术对福建晋江海岸沙丘剖面(SHA) 进行加密采样测年和粒度分析,初步确定了研究区近1000a 以来海岸沙丘发育的主要时段,以OSL测年值为基础,在统一时间标尺上综合对比东亚季风变化序列和福建沿海地区台风登陆记录,探讨了控制研究区海岸沙丘发育的主要因素.研究表明：(1) SHA沙丘表现为典型的海岸风成砂特征,海岸沙丘沉积后受风力侵蚀和后期化学风化作用的影响,粒径变粗,分选性变差,各粒级组分和粒度参数特征发生较大变化;(2) 近1000a 以来晋江海岸带海岸沙丘发育可划分为3 个时期,分别为AD1050~1300、AD1470~1600、AD1720~1950,尤其是小冰期(LIA),海岸风沙活动强烈,海岸沙丘发育盛行;(3) 近千年来区域降水量、海平面和台风强度变化与研究区海岸沙丘发育之间的关系尚不明确,而冬季风强度对海岸沙丘发育的影响明显,即海岸风沙活动期主要对应冬季风较强时期,但近50 年来海岸风沙活动较弱除了主要受冬季风减弱影响外,主要与人类经济活动所造成的地表覆被条件发生变化有关.     

全新世中晚期福建海岸沙丘记录的海岸环境与人类活动

选取福建长乐典型海岸沙丘进行研究,在光释光(OSL)年代学基础上,结合环境代用指标分析和地质雷达图像,探讨研究区晚全新世以来沙丘发育历史及其古环境意义。结果显示:1东山(DS)沙丘发育过程主要存在5个沉积期和3个沉积间断。主要反映了东亚季风强度变化,是东亚冬季风的区域响应结果。同时与火山活动、中国东部冬半年气温、夏季风降水具有良好对应关系;2 DS剖面保存了近6 ka以来福州盆地海平面变化信息。清晰记录了存在于闽粤台地区的大范围的高海面期,分别是5.6~2.8 ka BP、2.8~1.7 ka BP、1.7~0.8 ka BP,其中1.7~0.8ka BP阶段最为明显。3 DS沙丘发育过程与闽东北区域人类活动记录以及新石器文化序列具有良好对应关系。5.6~2.8 ka BP、2.8~1.7 ka BP阶段的人类活动主要受到自然环境影响。~1.7ka BP之后,唐代至五代是福建社会经济的复苏阶段。     

小冰期福建海岸沙丘的沉积环境

选取福建东南沿海典型海岸沙丘——东海沙丘,运用GPR（Ground Penetrating Radar）技术探测海岸沙丘内部构造,辅助天然剖面和人工探槽观测,进行系统的年代采样与OSL（Optically Stimulated Luminescence）测年,并选择物理意义明确的粒度参数作为主要环境代用指标,获得了亚热带季风区砂质海岸带典型海岸沙丘的沉积年代和沉积结构。结果表明：（1）东海沙丘是由若干灌丛沙丘组成的横向沙丘,0～6 m主要是～0.45 ka BP以来形成的海岸风成沙丘,可以划分为～0.45 ka BP和0.22～0.12 ka BP两个阶段。（2）东海沙丘沉积过程是多因素共同作用的结果,冷干的气候环境是沙丘发育的适宜条件,入境台风频率增加可能加快了风沙的沉积过程。对比历史文献资料发现,气候异常期往往与社会动荡期、重要历史事件相对应。     

中国的海岸风沙研究:进展与展望

较为全面地概括和总结了我国海岸风沙研究的主要进展及其成果,包括我国海岸沙丘的类型、分布、成因与发育模式,海岸现代风沙沉积与古风成砂沉积特征,海岸风沙运动观测结果,海岸风沙灾害现状及其防治等。最后,依据海岸风沙研究发展趋势提出了我国海岸风沙研究近期需要特别关注的课题,包括海岸风沙运动的观测与模拟、全球变化与海岸风沙活动关系以及海岸风沙防护研究等。     

闽江口海岸沙丘的形成与演化

闽江口海岸沙丘的物质来源于以闽江泥沙为沙源的海滩沙，宽广的海滩、强劲的向岸风与干旱的时空耦合，适宜的地形空间构成了海岸沙丘发育的基本条件。海岸沙丘起源于约２５００ａＢ．Ｐ．，其活动是多幕次的，唐、宋及近代几次气候干冷期的出现，人口陡增以及垦荒规模扩大等人为因素，促进了海岸沙丘的发育进程。海岸沙丘从海向陆按雏形沙丘，岸前沙丘，横向沙丘及沙丘链，圆形、抛物线型或Ｕ型沙丘及风积平原依次演化。     

150～20ka BP福建东部平潭岛海岸风成沉积的粒度特征及其环境意义

福建东部平潭岛白青乡剖面由一套白-灰黄色风成砂(简称"风成砂")和红色风成砂("老红砂")互相叠覆构成,其时代为150~20ka BP。粒度分析结果显示,剖面中的风成砂和老红砂都以砂粒级为主,次为粉砂,最少为黏土。这两者的粒度参数特征与当地现代海滩沙存在显著差别,与现代风成沙相似,但这两者均比现代风成沙具有较高含量的粉砂和黏土。这些粒度及其参数特征揭示出150~20ka BP福建东部海岸地区经历了4个暖湿亚段"W"和4个冷干亚段"C",分别为W4(133~117ka BP)、W3(108~99ka BP)、W2(84~67ka BP)、W1(50~20ka BP)和C4(150~133ka BP)、C3(117~108ka BP)、C2(99~84ka BP)和C1(67~50ka BP)。这些"W"和"C"亚段与LR04深海氧同位素、65°N夏季太阳辐射和相对海平面变化在气候波动性质和相位上相对应。150~20ka BP在万年尺度上,中国东南沿海海岸风沙沉积受到诸如太阳辐射、东亚季风和海平面波动等全球大背景因素控制。     

中国海岸风沙沉积的成因与特征

东部和南部沿海是我国风景优美、气候宜人, 工农业与交通事业发达和人口密集的重要经济区。在16, 000多公里的海岸上, 风沙作用的海岸线就有近3, 000公里, 目前它们都在不同程度上处于风沙作用而后退或大大改观的状态。     

常量元素记录的毛乌素沙地东南缘全新世气候变化

毛乌素沙地处于中国季风边缘的半干旱区,对气候变化响应敏感,是研究过去全球气候变化的理想场所。对沙地东南缘锦界剖面全新统砂质黄土-古风成砂-古土壤互层沉积序列进行研究,在OSL测年基础上,通过沉积物常量元素氧化物含量及其比值分析,结合粒度、磁化率特征,探讨了毛乌素沙地东南缘7.9ka BP以来气候变化。结果表明：（1）地层常量元素氧化物以SiO₂和Al₂O₃为主,其他元素含量依次为Na₂O、K₂O、Fe₂O₃、CaO、MgO。各种元素活动性不同,K、Na活动性较强,易淋失;Si活动性较稳定,风成砂中易富集;Ca、Mg、Al、Fe活动性较弱,古土壤中富集。（2）7.9ka BP以来气候变化分为6个阶段。7.9～7.3 ka最温暖湿润时段;7.3～6.8 ka,气候转冷干;6.8～4.3 ka,整体上温暖湿润,期间存在2次由暖湿变冷干的波动,并出现过6次风沙活动,即6.6～6.3、6.1、5.9、5.7～5.5、5.3～5.0、4.7～4.4 ka;4.3～2.5ka BP,气候转冷干;2.5～1.8ka BP出现过短暂湿润期,但暖湿程度不及全新世中期;1.8ka BP以来气候渐趋干旱并接近现代气候。（3）全新世气候变化与毗邻的萨拉乌苏河流域、浑善达克沙地等记录的气候变化具有很好的一致性,这是通过东亚冬夏季风强弱消长变化对全球变化的区域响应。     

福建东部海坛岛老红砂敏感粒度组分对东亚冬季风演变的响应

本文在福建东部海坛岛青峰老红砂剖面年代学框架基础上,通过2.5 cm等间距高密度采样进行粒度分析,采用粒级-标准偏差方法提取敏感粒度组分,并证明敏感粒度组分平均粒径可作为东亚季风的强弱变化的替代指标,据此建立了约44.0 ka以来青峰剖面老红砂记录的冬季风演变序列。结果显示,约44.0 ka以来东亚冬季风经历了3个演变阶段：①44.0~25.5 ka BP东亚冬季风较弱, 呈现在波动中逐步增强趋势;②25.5~15.5 ka BP为东亚冬季风最强盛期,并呈现高频波动特点,东亚冬季风在21.8 ka BP前后达到鼎盛期;③15.5~7.1ka BP为冬季风减弱期,但在11~10 ka BP前后,冬季风突然显著增强。相邻剖面平均粒径记录的冬季风演变阶段也具有较好的重复性。对比发现,青峰剖面老红砂敏感粒度组分的气候记录与长江下游葫芦洞石笋δ18O和格陵兰GISP2冰芯δ18O记录之间有较好的吻合,尤其对新仙女木事件和4次H事件三者都有记录,但青峰剖面对D-O旋回记录信号不明显。     

Current study and prospect of the Old Red Sand along the southeast coast of China

The Old Red Sand is composed of brown-red, red, or orange-yellow semi-cemented and medium-fine sand sediment, mainly distributed along the southeast coast of China. Based on previous studies, this paper summarizes the distribution and forms, sedimentary characteristics, formation mechanism, developing age, reddening process and the paleo-environment, suggesting that the Old Red Sand is mainly aeolian sediment of Late Pleistocene Age. The reddening process is mainly the result of decomposition and oxidation of iron-containing minerals caused by hot and humid tropical and sub-tropical climate. In this study, existing problems are discussed and the prospect of further research is presented as well.     

普若岗日冰原西侧冰前风沙地貌的形成与我国冰川型沙漠的发现

在青藏高原中央、普若岗日冰原西侧流石坡地带山麓面上,分布有约100 km²的由戈壁与沙丘组成的地貌,这是世界罕见的、也是我国发现的首例中纬度、高海拔地区冰前沙漠沉积。野外地貌、地层测量和室内样品的粒度、矿物、¹⁴C测年分析等结果表明,其形成时代约为16 ka BP以来;沉积特征在沙丘沉积序列中表现为风成砂夹零星腐殖质层,在戈壁中表现为砾石表面具次生方解石或碳酸钙沉淀层;演化模式为冷直线式;形成条件为以下伏冰碛物为主要砂源,以行星西风环流和高原冬季风引起的地面西风为主要动力,以持续的寒冷半干旱为气候背景;成因主要与冰原西缘冰川作用形成丰富的冰碛物砂源有关;因此,这类沙漠与一般冰缘沙漠以河湖相砂为源具有显著区别,可称为"冰川型沙漠"。由于其形成兼与冰原、气候和环流的变化密切相关,所以它是高原腹地全新世气候环境变化的重要记录。     

青海湖湖东沙地河湖-风成沉积记录的中晚全新世以来环境变化

青海湖盆地因其独特的地理位置和气候环境,对气候变化响应敏感,是研究环境变化重要的场所。本研究在青海湖湖东沙地获取两个剖面,采用AMS¹⁴C测年,结合岩性、粒径组分和常量元素氧化物及其比值等多指标分析方法,重建了湖东沙地8.4 ka BP以来的环境演变过程。结果表明：除少量沉积物处于中等化学风化阶段外,大部分沉积物处于物理风化和初级化学风化阶段,说明自8.4 ka BP以来研究区气候环境总体上相对寒冷干燥。在千年尺度上,研究区不同时间段的气候环境存在较大的差异。8.4—4.2 ka BP气候相对温暖湿润;其中,8.4—6.2 ka BP河湖相和风成相沉积互层,表明存在明显的百年尺度气候波动;6.2—4.2 ka BP化学风化和淋溶作用较强,表明季风降水较多,径流较强,发育了较为稳定的湖泊沉积环境。4.2 ka BP以来湖泊消失,化学风化和淋溶作用减弱,沉积物从砾石转变为砂质黄土,显示气候较为冷干且波动较大。对比分析表明,中晚全新世以来青海湖湖东沙地的气候变化特征与东亚季风边缘区其他区域基本一致,并主导了区域沉积环境的演变过程。     

毛乌素沙地东南缘全新世气候不稳定性

毛乌素沙地处于中国季风区的西北边缘,对气候变化敏感,是古气候演化和古环境变迁研究的理想场所。全新世气温回暖期,气候整体稳定但存在暖湿冷干的次级波动,不同类型沉积相组成的地层序列记录了全新世千年、百年尺度的气候不稳定性。对毛乌素沙地不同沉积序列的研究表明:(1)毛乌素沙地东南缘的沙漠/黄土边界带DLT、NB剖面粒度及Rb/Sr比值可作为气候变化的代用指标。>63 μm砂含量增加,Rb/Sr比值降低,揭示东亚冬季风增强,风成砂堆积,风沙活动加剧,气候干冷;反之,东亚夏季风增强,降水增多,风化成壤程度加大,气候暖湿。(2)毛乌素沙地东南缘沙漠/黄土边界带及低洼沟谷区年代概率密度函数的分析显示,全新世早期~8\^5 ka BP风成砂堆积,风沙活动加剧,气候表现为干冷;全新世中期8\^5 ka~3\^0 ka BP地势较高处古土壤广泛发育,地势低洼处发育湖沼相/泥炭层,但在6.0 ka BP左右存在气候转冷过程;全新世晚期3\^0 ka BP以来气候波动频繁。(3)毛乌素沙地气候变化与北大西洋冰筏冷事件、董哥洞石笋、季风边缘区湖泊、东部沙地等记录具有可对比性和相对一致性,反映出全新世千年和百年尺度上的气候变化主要受全球变化的影响,这对预测和模拟未来气候变化具有借鉴意义。     

基于光释光测年的共和盆地风沙活动历史研究

位于青藏高原东北缘的共和盆地处于亚洲冬、夏季风和西风环流作用交替控制的干旱—半干旱区,盆地中分布着大面积的沙漠,是重建过去气候的重要载体。就前人对共和盆地25个风成剖面的102个光释光(OSL)年代结果进行分析,总结出晚更新世以来共和盆地的风沙活动在各个时期都有发生,黄土堆积主要是更新世末期到早全新世,古土壤主要是晚全新世发育的,但其测年工作缺乏高密度光释光测年检验。通过对共和盆地西南部的羊曲剖面进行系统的高密度光释光年代学研究发现,羊曲剖面主要是末次冰消期沉积的,9.6～7.1 ka风沙活动迅速减弱,7.1～2 ka存在明显的沉积间断,说明基于单个剖面进行环境演变重建需谨慎。结合盆地内已发表OSL年代结果,末次冰消期以来,风沙活动在共和盆地一直存在,其最强烈时期是14～10 ka左右,黄土主要是末次冰消期14～10 ka沉积的,古土壤发育主要集中在3～2 ka和6～4 ka,此外在9～8 ka也有发育。     

末次盛冰期以来青藏高原东北部共和盆地冬夏季风演化记录

对青藏高原东北部共和盆地冬其剖面的化学元素与粒度分析表明,末次盛冰期以来区域冬夏季风总体上呈现此消彼长的关系,气候出现多次冷干-暖湿旋回。15.82 ka BP之前冬季风最强,夏季风最弱,为末次盛冰期时的冷干气候,但21 ka BP之前气候可能寒冷偏湿。15.82~9.5 ka BP夏季风明显增强,冬季风衰弱,气候明显转暖,其中老仙女木时期（14.7~13.7 a BP）和新仙女木时期（12.1~9.5 ka BP）气候相对冷干,而B-A时期（13.7~12.1 ka BP）气候相对暖湿。全新世以来冬夏季风出现多次波动,9.5~7.0 ka BP夏季风相对较强,气候相对暖湿;7.0~5.1 ka BP冬夏季风强弱交替频繁,气候出现冷干-暖湿旋回;5.1~2.7 ka BP夏季风总体较强,气候温暖湿润;2.7 ka BP 之后冬季风明显增强,气候趋于冷干。此外,区域冬夏季风演变过程与极地冰芯记录的冷暖事件大体一致,可以认为共和盆地气候变化是全球气候变化的区域响应。